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PRODUITS ROCHE, Société Anonyme, résidant à BRUXELLES.
PROCEDE POUR L'ESTERIFICATION DES BIXINES AU MOYEN D'ALCOOLS SUPERIEURS.
On a trouvé qu'en estérifiant la cis-bixine, le cis-nor-bixine, la all-trans-bixine et la all-trans-nor-bixine au moyen d'alcools supé- rieurs on obtient des produits possédant de précieuses qualités en tant que colorants pour les graisses.
Les esters méthylique et éthylique de la bixine sont connus. On les obtient en faisant réagir la bixine avec du sulfate de diméthyle ou de diéthyle ou avec du diazométhane. En tant que colorants, ces esters ont le désavantage, comme la bixine elle-même, de n'être que peu solubles dans les graisses, les huiles, ainsi que dans les solvants de graisses, par exemple l'éther de pétrole. Les esters propylique et butylique de la bixine, dont la préparation n'a jusqu'à ce, jour pas encore été décrite, ne sont du reste guère plus solubles que les esters méthylique et éthylique.
Or, il a été établi que les produits de l'éstérification des bixines, au moyen d'alcools dont la molécule cpntient au moins 5 atomes de carbone, ont une solubilité surprenante dans les graisses, les huiles et dans les solvants de graisses. Ainsi l'amylester de bixine est plus de 10 fois, l'octylester de bixine plus de 20 fois plus soluble dans les solvants susdits que le butylester de bixine. Les esters des bixines avec la vita- mine A sont particulièrement appropriés, étant donné qu'à part leur haute solubilité dans les graisses, ils donnent des colorations particulièrement
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belles et stables. L'estérification des bixines au moyen d'alcools supé- rieurs ne réussit pas selon la technique appliquée jusqu'à ce jour pour la préparation des esters de bixines.
La préparation des esters de bixines en passant par le chlorure.d'acide ne réussit pas non plus sans autre, car la réaction des bixines avec le pentachlorure de phosphore'ou le chlo- rure de thionyle livre, uniquement ou presque, des produits de décomposi- tion. On peut cependant, comme il a été trouvé, arriver au but en préparant tout d'abord le chlorure d'acde des bixines au moyen de chlorure d'oxaly- le, après quoi on fait réagir ce produit, de manière connue en soi, avec les alcools.
Suivant la présente invention; on -obtient les nouveaux esters de bixines en estérifiant ces .dernières avec des alcools dont la molécule contient au moins' 5 atomes de carbone. L'estérification s'effectue de pré- férence par transformation des bixines, au moyen de chlorure d'oxalyle, en les chlorures d'acide correspondants et en faisant réagir ces derniers avec les alcools supérieurs. Comme produits de départ pour la préparation des esters de bixines, on peut utiliser par exemple la cis-bixine, la cis- nor-bixine, la all-transbixine ou la all-trans-nor-bixine.
EXEMPLE 1
On chauffe à ébullition avec reflux, pendant 1 heure, 5 par- ties en poids de cis-bixine dans 150 parties en volume de benzène anhydre et 5 parties en volume de chlorure d'oxalyle. On concentre cette solution à siccité dans le vida et on dissout le résidu dans 150 parties en vclume de benzène, on ajoute '20 parties en volume d'alcool amylique et on laisse reposer le tout pendant 3 heures à la température ambiante. On rechauffe quelques instants à ébullition, on refroidit à température ambiante, puis on ajoute 300 parties en volume d'éther.
On lave deux fois avec 300 par- ties en'volume d'une solution aqueuse de bicarbonate de sodium à 1%,' on sèche la solution lavée avec du sulfure de sodium anhydre et on filtre à travers une colonne d'oxyde d'aluminium, !près lavage avec de l'éther, on concentre dans le vide les solutions réunies à 50 parties en volume, on ajoute 100 parties en volume d'éthanol et on reconcentre à 50 parties en volume, sous pression légèrement réduite. En laissant reposer le tout au froid, l'amylester de cis-bixine se sépare sous forme de cristaux gra- nuleux. En recristallisant dans de l'éthanol, on obtient le nouvel ester pur. Point de fusion 149 C.
EXEMPLE 2
Comme indiqué à l'exemple 1, on transforme 5 parties en poids de cis-bixine en le chlorure d'acide au moyen de 5 parties en volume de chlo- rure d'oxalyle dans 150 parties en volume de benzène, puis on estérifie avec 20 parties.en volume d'alcool n-hexylique. On obtient 5,5 parties en poids d'hexylester de cis-bixine fondant à 129 C.
EXEMPLE 3
Un mélange de 5 parties en poids de cis-bixine, 150 parties en volume de benzène anhydre et 5 parties en volume de chlorure d'oxalyle est chauffé à ébullition, avec reflux, pendait une heure. La solution brun- rouge foncée est ensuite évaporée jusqu'à siccité dans le vide et le ré- sidu est dissous dans 150 parties en volume de benzène. Cette solution est additionnée, en refroidissant bien, de 5 parties en poids de n-octanol dans 100 parties en volume de benzène et 6 parties en volume de pyridine, puis le tout est laissé pendant 3 heures à la température ambiante.On rechauffe alors quelques instants à ébullition, on laisse refroidir à température ambiante, puis on ajoute 300 parties en volume d'éther.
On lave deux fois avec chaque fois 300 parties en volume d'acide sulfurique 0,5 N, puis deux fois avec 300 parties en volume d'une solution aqueuse de bi-carbonate de sodium à 1%. La solution lavée est séchée avec du sulfate de sodium, puis chromatographiée sur une colonne d'oxyde d'aluminium. La cis-bixine n'ayant
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pas réagi et les produits de décomposition sont retenus dans la zone supé- rieure de la colonne, tandis que l'octanol en excès et le nouvel ester passant à travers la colonne. Cette dernière est lavée avec de l'éther et les solutions réunies sont concentrées dans le vide à 50 parties en volume
On ajoute 100 parties de volume d'éthanol et on reconcentre, sous pression légèrement réduite,à 50 parties en volume.
L'octylester de la cis-bixine se sépare de cette solution, lorsqu'on laisse reposer au froid, sous forme de belles plaques cristallines. En recristallisant dans de l'éthanol, on obtient le nouvel ester pur. Point de fusion 111 C.
EXEMPLE 4
5 Parties en poids de cis-bixine sont transformées en le chlo- rure d'acide, suivant les indications de l'exemple 3, au moyen de 5 parties en volume de chlorure d'oxalyle dans 150 parties en volume de benzène, puis estérifiées au moyen de 5 parties en poids de n-décanol. En procédant sui- vant les indications de l'exemple 1, on obtient le décylester de cis-bixi- ne sous forme de fines plaques fondant à 84 C
EXEMPLE 5
5 Parties en poids de cis-bixine sont transformées en le chlo- rure d'acide, suivant les indications de.l'exemple 3, au moyen de 5 par- ties en volume de chlorure d'oxalyle, puis estérifiées au moyen de 5 parties en volume de n-hexadécanol. On obtient 4,5 parties en poids de n-hexadécyl- ester de cis-bixine pur, fondant à 75 C.
EXEMPLE 6
5 Parties en poids de cis-bixine sont transformées en le chloru- re d'acide, suivant les indications de l'exemple 3, au moyen de 5 parties en volume de chlorure d'oxalyle, puis estérifiées au moyen de 5 parties en poids de n-octadécanol. On obtient le n-octadécylester de cis-bixine sous forme de fines plaques fondant à 89 C.
EXEMPLE 7
5 Parties en poids de cis-bixine sont transformées en le chlo- rure d'acide, suivant les indications de l'exemple 3, au moyen de 5 parties en volume de chlorure d'oxalyle, puis estérifiées au moyen de 5 parties en poids de cholestérine. On obtient ainsi 3, 5 parties en poids d'ester cholestérinique de cis-bixine. oint de fusion 113-115 C.
EXEMPLE 8
5 Parties en poids cis-bixine sont transformées en le chlorure d'acide, suivant les indications de l'exemple 3, au moyen de 5 parties en poids de chlorure d'oxalyle, puis estérifiées au moyen de 5 parties en poids de géranol. On obtient ainsi 4,5 parties en poids d'ester géranylique de cis-bixine sous forme de belles plaques fondant à 109-110 C
EXEMPLE 9
5 Parties en poids de all-trans-bixine sont chauffées à ébulli- tion avec reflux, pendant une heure, avec 5 parties en volume de chlorure d'oxalyle dans 200 parties en volume de benzène anhydre. La solution est concentrée dans le vide jusqu'à siccité et le résidu violet est redissous dans 200 parties en volume de benzène anhydre. On fait réagir cette solu- tion, en refroidissant, avec 5 parties en poids de n-octanol dans 100 par- ties en volume de benzène et 6 parties en volume de pyridine.
On laisse reposer jusqu'au lendemain, on chauffe quelques instants à ébullition, on refroidit, puis on additionne de 300 parties en volume d'éther. On la- ve la solution avec de l'acide sulfurique aqueux et avec une solution de bicarbonate de sodium, puis on sèche avec du sulfate de sodium anhy- dre. On filtre à travers une colonne d'oxyde d'aluminium, on rince avec de l'éther et on concentre la solution dans le vide à 100 parties en volume.
On ajoute encore 200 parties en volume d'éthanol et on reconcentre à
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100 parties en volume. En laissant reposer au froid, le nouvel ester cris- tallise sous forme d'une poudre brun-rouge. En recristallisant deux fois dans l'alcool, on obtient l'octylester de all-trans-bixine du point de fu- sion 122 C.
EXEMPLE 10
5 Parties en poids de all-trans-bixine sont transformées en le chlorure d'acide, suivant les indications de l'exemple 9, au moyen de 5 parties en volume de chlorure d'oxalyle, puis estérifiées au moyen de 5 parties en poids de n-octadécanol. On obtient 7 parties en poids de n-oc- tadécylester de all-trans-bixine du point de fusion 110 C.
EXEMPLE 11
5 Parties en poids de all-trans-bixine sont transformées en le chlorure d'acide, selon les indications de l'exemple 9, au moyen de 5 par- ties en volume de chlorure d'oxalyle, puis estérifiées au moyen de 5 par- ties en poids de phytol. On obtient 4 parties en poids de phytylester de all-trans-bixine du point de fusion 122 C.
EXEMPLE 12
5 Parties en poids de cis-nor-bixine dans 400 parties en volume de benzène anhydre, 10 parties en volume de pyridine et 20 parties en volu- me de chlorure d'oxalyle sont chauffées à ébullition, avec reflux, pendant 30 minutes. Cette solution est alors concentrée à siccité dans le vide et le résidu est dissous dans 150 parties en volume de benzène. On y ajoute, en refroidissant, une solution de 10 parties en volume d'octanol dans 100 parties en volume de benzène et 11 parties en volume de pyridine.
Après avoir laissé reposer jusqu'au lendemain, on chauffe quelques instants à ébullition puis comme indiqué à l'exemple 1, on ajoute de l'éther, on la- ve avec de l'acide sulfurique aqueux et une solution de bicarbonate de so- dium, on sèche avec du sulfate de sodium et on filtre à travers une colon- ne d'oxyde d'aluminium. On concentre le filtrat dans le vide à 50 parties en volume, on ajoute 400 parties en volume d'éthanol et, sous pression lé- gèrement réduite, on concentre de nouveau à 100 parties en volume. En lais- sant reposer le tout au froid, le dioctylester de cis-nor-bixine cristal- lise.
En recristallisant dans de l'alcool, on obtient ce produit pur.Point de fusion 73 C
EXEMPLE 13
Une solution de 5 parties en poids de all-trans-nor-bixine dans 400 parties en volume de chloroforme anhydre, 10 parties en volume de pyri- dine et 20 parties en volume de chlorure d'oxalyle est chauffée à ébulli- tion avec reflux pendant 30 minutes. La solution est concentrée à siccité dans le vide et le résidu est dissous dans 150 parties en volume de ben- zène.En refroidissant, on y ajoute 10 parties en poids de n-octadécanol dans 100 parties en volume de benzène et 11 parties en volume de pyridine.
On isole 4,'2 parties en poids de n-octadécylester de all-trans-nor-bixine de même manière qu'à l'exemple 12. après deux recristallisations dans l'al- cool, ce composé fond à 110 C.
EXEMPLE 14
40 parties en poids de all-trans-bixine dans 100 parties en vo- lume de benzène anhydre et 40 parties en volume de chlorure d'oxalyle sont chauffées à ébullition avec reflux pendant 1 heure. Le benzène et le chlo- rure d'oxalyle en excès sont évaporés dans le vide. Le résidu violet est dissous dans 1000 parties en volume de benzène, puis est additionné, en re- froidissant bien, d'une solution de 40 parties en poids de vitamine A dans 1000 parties en volume de benzène et 60 parties en volume de pyridine.Après avoir laissé reposer pendant 3 heures, on chauffe quelques instants à ébul- lition et on laisse refroidir à la température ambiante.
On ajoute 2000 par- ties en volume d'éther et on lave la solution rouge foncée deux fois avec
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3000 parties en volume d'acide sulfurique 0,5 N. Cette solution est séchée avec du sulfate de sodium et chromatographiée sur une colonne d'oxyde d'aluminium. Les petites quantités de all-trans-bixine n'ayant pas réagi sont retenues dans la zone supérieure de la colonne d'oxyde d'aluminium tandis que la vitamine 1 en excès passe la première à travers la colon- ne. Cette dernière est rincée avec de l'éther et les filtrats réunis, de couleur rouge sombre, sont concentrés dans le'vide à 500 parties en volu- me. On leur ajoute 1000 parties en volume d'éthanol et on concentre de nou- veau à 500 parties en volume. Le nouvel ester de vitamine A cristallise partiellement lors de la concentration, puis totalement lors du repos au froid.
Le rendement en ester brut est de 60% ce qui correspond à 90%, de la théorie. Lorsqu'on recristallise dans l'éther de pétrole, on obtient l'ester de vitamine A de all-trans-bixine sous forme de fines rosaces de couleur rouge sombre, fondant à 140 C. Dans le spectroscope à réseau, cet ester présente, dissout dans du sulfure de carbone, les bandes d'absorp- tion suivantes : 527,492 et 457 mu. L'évaluation spectrophotométrique révèle la bande d'absorption caractéristique de la vitamine 1 à 326 m .
EXEMPLE 15
50 Parties en poids de cis-bixine dans 1500 parties en volume de benzène et 50 parties en volume de chlorure d'oxalyle sont chauffées à ébullition avec reflux pendant 1 heure. Le benzène et le chlorure d'oxalyle en excès sont évaporés dans le vide. Le résidu est dissous dans 1500 par- ties en volume de benzène et additionné d'un mélange de 50 parties en poids de vitamine A dans 500 parties en volume de benzène et 75 parties en vo- lume de pyridine. On laisse reposer jusqu'au lendemain, on chauffe quelques instants à ébullition et on laisse refroidir à température ambiante. On ajoute'2000 parties en volume d'éther et on lave la solution rouge foncée deux fois avec 3000 parties en volume d'acide sulfurique 0,5 N. La solution lavée est séchée avec du sulfate de sodium, puis chromatographiée sur une colonne d'oxyde d'aluminium.
De petites quantités de bixine n'ayant pas réagi sont retenues dans la zone supérieure de la colonne, tandis que la vitamine 1 en excès passe la première dans le filtrat. La colonne d'oxyde d'aluminium est lavée avec de l'éther et les filtrats réunis, de couleur rouge, sont concentrés dans le vide à 200 parties en volume. On ajoute,200 parties en volume d'éther et on introduit cette solution, tout en remuant dans 3000 parties en volume d'éther de pétrole à point d'ébullition bas.
On laisse reposer à -10 C, ce qui permet au précipité, tout d'abord visqueux, de se solidifier. Les eaux-mères sont concentrées à 700 parties 3n volume, puis on laisse reposer jusqu'au lendemain ;il se sépare ainsi une seconde fraction de l'ester vitamine A. Le rendement en ester brut est de 70 parties en poids, soit 85 % de la théorie. On recristallise dans de l'éther de pé- trole et on obtient ainsi l'eater de vitamine A de cis-bixine sous forme de plaques rouge-brunes brillantes, fondant à 124 C. Dans le spectroscope à réseau, cet ester, en solution dans du sulfure de carbone, présente les bandes d'absorption suivantes : 521, 487 et 456 m . L'évaluation spectro- photométrique révèle à 326 m . la bande d'absorption charactéristique de la vitamine A.
EXEMPLE 16
Un mélange de 4 parties en poids de all-trans-nor-bixine, 100 parties en volume de chloroforme anhydre, 8 parties en volume de pyridine et 16 parties en volume de chlorure d'oxalyle est chauffé à ébullition avec reflux pendant 30 minutes. Le chloroforme et le chlorure d'oxalyle en excès sont évaporés dans le vide. Le résidu violet est dissous dans 100 parties en volume de benzène, puis on y ajoute, en refroidissant bien,.. une solution de 8 parties en poids de vitamine! dans 100 parties en volu- me de benzène et 6 parties en volume de pyridine. Après avoir laissé repo- ser pendant 3 heures, on chauffe quelques instants à ébullition et on refroi- dit à température ambiante.
On ajoute 200 parties en volume d'éther et on lave la solution rouge foncée deux fois avec 300 parties en volume d'aci-
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de sulfurique 0,5 N. La solution lavée est séchée avec du sulfate de so- dium et chromatographiée sur de l'oxyde d'aluminium. De petites quan- tités de all-trans-nor-bixine n'ayant pas réagi sont retenues dans la zone supérieure de la colonne, tandis que la vitamine A en excès passe la première dans le filtrat. La colonne est rincée avec de l'éther et les filtrats réunis, de couleur rouge foncée, sont concentrées dans le vide à 50 parties en volume. On ajoute 100 parties en volume d'éthanol et on concentre de nouveau à 50 parties en volume.
Le nouvel ester de vitami- ne A cristallise partiellement lors de la concentration, et totalement lorsqu'on laisse reposer au froid. Le rendement en ester brut est de 6 parties en poids, soit 63% de la théorie. Par recristallisation dans une solution de benzène et d'alcool, on obtient le diester de vitamine A de la all-trans-nor-bixine sous forme d'une poudre violette, fondant à 168 C. Dans le spectroscope à réseau, cet ester, en solution dans du sulfure de carbone, présente un maximum d'absorption à 527 m .
EXEMPLE 17
Un mélange de 5 parties en poids de cis-nor-bixine, 150 par- ties en volume de chloroforme, 20 parties en volume de chlorure d'pxa- lyle et 10 parties en volume de pyridine est chauffé à ébullition avec reflux pendant 30 minutes. Le chloroforme et le chlorure d'oxalyle en ex- cès sont alors évaporées dans le vide. Le résidu est dissous dans 150 par- ties en volume de benzène et additionné, tout en refroidissant bien, d'une solution de 10 parties en poids de vitamine A dans 50 parties en volume de benzène et 7,5 parties en volume de pyridine. On laisse reposer jusqu' au lendemain, on chauffe quelques instants à ébullition et on refroidit à température ambiante.
On ajoute 200 parties en volume d'éther et on la- ve la solution rouge foncée deux fois avec 300 parties en volume d'acide sulfurique 0,5 N et deux fois avec 300 parties en volume d'une solution aqueuse à 1% de bicarbonate de sodium. La solution lavée est séchée avec du sulfate de sodium et chromatographiée sur de l'oxyde d'aluminium. De petites quantités de sous-produits et de nor-bixine n'ayant pas réagi sont retenues dans la zone supérieure de la colonne, tandis que la vitamine A en excès passe la première dans le filtrat. On rince la colonne avec de 1' éther et les filtrats réunis, de couleur rouge, son concentrés à siccité dans le vide. On obtient un résidu violet, cireux, qui se laisse réduire en poudre.
Le rendement en diester de vitamine A de cis-nor-bixine brut est de 7 parties en poids, soit 60% de la théorie. Dans le spectroscope à réseau, cet ester, en solution dans du sulfure de carbone, présente un maximum d'absorption charactéristique à 521 m ,
REVENDICATIONS
1) Procédé pour la préparation d'esters de bixines, caractéri- sé par le fait qu'une bixine est estérifiée avec un alcool, dont la molé- cule contient au moins 5 atomes de carbone.